金属尘化是一种比较少见的高温腐蚀形式。通常表现为金属或者合金分解为金属颗粒和尘埃，或伴随氧化物、石墨和半球形蚀坑形成的过程。虽然国内外学者针对这种腐蚀现象进行不少研究工作，但是几乎所有的研究工作都是围绕金属材料本身的尘化腐蚀机理而开展的，不涉及外加载荷的作用，具体的防护措施更是在探索性的研究之中。　　 事实上，工程结构材料几乎都是使用在有外加载荷的场合，因此研究工程结构材料在外加应力状态下的尘化腐蚀机理和现象十分必要。国内外关于这方面的研究目前鲜见文献报道。此外，对于高温腐蚀的有效而经济的防护措施-高温涂层在外载荷作用下的破坏机理也无人涉及。鉴于此，本文对外加应力对金属尘化腐蚀机理的影响以及对超音速电弧喷涂的抗高温腐蚀涂层的耐金属尘化能力的影响进行了探讨。主要研究工作和结论包括：　　 1、通过对近几年有关金属尘化和高温涂层的文献的分析、研究、整理，对金属尘化腐蚀机理、高温涂层技术的研究进展进行了系统的综述。在此基础上提出了有必要研究外加载荷对于金属尘化和涂层失效机理的影响的观点。　　 2、以碳扩散机制和Fick定律为基础，研究了外加应力对碳扩散的动力学、热力学影响，并推导了外加应力下金属尘化过程中碳的扩散模型；用ABAQUS模拟了其扩散行为，并与COMSOL Multiphysics计算的多场耦合条件下的碳浓度梯度分布作了比较；用ABAQUS模拟了碳化物体积增量引起的金属尘化腐蚀蚀坑的产生过程。　　 3、开发了一套操作简便，试验温度均匀，试验精度高，成本低的外加应力状态下多气氛的高温腐蚀试验系统，并较好地解决了试验系统中有害、高危腐蚀气体的密封问题。　　 4、设计了外加纯弯曲应力(最大应力100MPa、50MPa、10MPa、无载荷)下CrMo钢的金属尘化腐蚀试验，在一次试验中同时获得拉伸和压缩应力，以研究外加拉伸和压缩应力对金属尘化和碳扩散的影响，每个试样进行了560℃下200小时的试验。试验结果表明：随着弯曲应力的增加，试样表面的腐蚀程度(积碳量、蚀坑数量)越严重；但是在同一载荷下试验后的试样受压侧和受拉侧表面的腐蚀程度并无明显的区别；外加载荷对受拉侧或受压侧的渗碳层深度的影响是明显的，随着外加弯曲应力的增加，在受拉侧，渗碳层深度是逐渐增加的；在受压侧，随着压应力的增加，渗碳层的深度是逐渐减小的。　　 5、对超音速电弧喷涂的Cr5Mo、Cr9Mo两种基体材料的三种涂层(Al、FeCrAl、CrNi)均分别在500℃和600℃下进行了1000小时的耐氧化试验，结果显示：抗高温氧化性能为CrNi涂层最优，FeCrAl其次，而Al涂层在本试验中基本不具备抗高温氧化能力。　　 6、设计了外加纯弯曲应力下三种高温涂层的金属尘化腐蚀试验，最大弯曲应力50MPa，温度560℃。外加的纯弯曲应力对金属尘化腐蚀的影响是明显的，压应力加剧了金属尘化腐蚀，而拉应力延缓了金属尘化腐蚀速率；对同一个试样的受压侧和受拉侧，受拉侧的渗碳层深度明显比受压侧要厚；而对于三种不同的涂层试样而言，最不耐尘化腐蚀的Al涂层试样的渗碳层深度最大，CrNi涂层的渗碳层深度最小。